Numerical simulation of laser shock peening of aircraft engine gears

Abstract

This master thesis is dedicated to determination of laser shock peening optimal parameters for aircraft engine gears surface layers strengthening. In the work was used Abaqus software for numerical simulation of the laser shock peening hardening effect in order to find the most rational laser parameters, Pro E software for building a gear model, theoretical principles substantiation of laser shock peening application for aviation gears strengthening. Finite element modeling showed that the laser shock peening technique can be effectively applied to strengthen the aircraft engines gears surface layers and increase their service live and durability.

Магістерська робота присвячена визначенню оптимальних параметрів лазерної обробки для зміцнення поверхні зубчастих коліс авіаційних двигунів. В роботі використано програмне забезпечення Abaqus для чисельного моделювання ефекту лазерного зміцнення з метою пошуку найбільш раціональних параметрів лазера, програмне забезпечення Pro E для побудови моделі зубчастого колеса, динамічний явний та статичний неявний алгоритми для аналізу закону розподілу полів залишкових напружень та обґрунтувано теоретичні засади використання лазерної обробки для зміцнення авіаційних зубчастих передач. Моделювання методом скінченних елементів показло, що методика лазерної обробки може бути ефективною застосована для зміцнення поверхневих шарів зубчастих передач авіаційних двигунів для підвищення їх ресурсу та довговічності.